上海高层框筒商务楼钻孔灌的注桩钢筋笼制作与安装施工工法

'钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装施工工法1.前言在高层建筑工程地下室施工中，当深基坑钻孔灌注桩较深时，其钢筋笼的制作与安装按照常规做法难以满足工程要求。如若钢筋选择不当，其焊接工艺相当复杂，施工质量难以得到保证，且操作时间过长；在深基坑未挖土之前钻孔桩施工对通长钢筋笼的垂直度、连接速度、定位准确度等方面具有较高的要求。施工中，通过自主攻关，解决了钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装，并在深基坑桩基工程中得到成功应用，形成多项科技成果。经鉴定，钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装工艺达到国内领先水平。在此基础上，经过进一步提炼，形成了本工法。2.特点（1）本工法钻孔灌注桩钢筋笼制作与安装相对可靠，且垂直度较好，减少了钻孔桩施工质量不高的问题。（2）本工法钻孔灌注桩钢筋笼制作与安装工艺简便，减少了劳动力的投入，有利于施工成本控制。（3）本工法钻孔灌注桩钢筋笼制作与安装，节约工期，提高了施工效率及施工质量。3.适用范围本工法适用于铁路、桥梁、房屋建筑钻孔灌注桩工程。4.工艺原理先对钢筋进行相关处理，并附加保护，然后放在自行研制的钢筋笼加工平台上。选择自顶笼至底笼或者自底笼至顶笼的加工顺序，采用连续、多节流水的制作方法加工钢筋笼，相邻钢筋笼接头按规定标识，制作完毕后按顺序堆放。在孔口安装时，钢筋笼采用焊接连接，在固定最后节顶笼时，先计算准确笼顶与地表距离，再安装自制的可回收定位装置，在混凝土即将浇筑结束前，回收定位装置。 5.工艺流程及操作要点5.1施工工艺图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1钢筋除锈钢筋均应清除油污和捶打能剥落的浮皮、铁锈。大量除锈，可通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过程中完成；少量的钢筋除锈，可采用电动除锈机或喷砂方法除锈，钢筋局部除锈可采取人工用钢丝刷或砂轮等方法进行。如除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点等。已伤蚀截面时，应降级使用或剔出不用，带有蜂窝状锈迹钢筋，不得使用。5.2.2钢筋配料整形钢筋应平直、无局部弯折，对弯曲的钢筋应调直后使用。调直可采用冷拉或调直机调直冷拉法多用于较细钢筋的调直，调直机多用于较粗钢筋的调直，采用冷拉法调直时应匀速慢拉，Ⅰ级钢筋冷拉率应≦2﹪，牌号钢筋冷拉率应≦1﹪.用调直机调直钢筋时，表面伤痕不应使截面面积减少5﹪以上。调直后的钢筋应平直、无局部弯折，冷拔低碳钢筋表面不得有明显擦伤。应当注意：冷拔低碳钢丝经调直机调直后，其抗拉清强度一般要降低10﹪～15﹪，使用前要加强检查，按调直后的抗拉强度选用。5.2.1钢筋下料 （1）下料前认真核对钢筋规格、级别及加工数量，无误后按配料单下料。（2）钢筋弯曲成型前，应根据配料表要求长度分别截断，通常用钢筋切断机进行。在缺乏设备时，可用断丝钳、手动液压切断，对直径40mm以上的钢筋，可用氧乙块焰切断。在钢筋切断前，现在钢筋上用粉笔按配料单标注下料长度将切断位置做明显标记，切断时，切断标记对准刀刃将钢筋放入切割槽将其切断。（3）应将同规格钢筋根据不同长短搭配、统筹排料；一般先断长料。后断短料，一减少短头和损耗。避免用短尺量长料，防止产生累计误差，应在工作台上标出尺寸、刻度，并设置控制断料尺寸用的挡板。切断过程中如发现劈裂、缩头或严重的弯头等，必须切除，切断后钢筋断口不得有马蹄形或起弯等现象，钢筋长度偏差不得小于±10mm。5.2.4钢筋的弯曲成型钢筋的弯曲成型多用弯曲机进行，在缺乏设备或少量钢筋加工时，可用手工弯曲成型，系在成型台上用摇扳子每次弯4～8根直径8mm以下钢筋，或用扳铁扳和扳子。可弯直径32mm以下钢筋，当弯直径28mm以下钢筋时，可用两个扳柱加不同厚度钢套，钢筋扳子口直径应比钢筋直径大2mm。曲线钢筋成型，可在原钢筋弯曲机的工作中央，放置一个十字架和钢套，另在工作盘四个孔内插上短轴和成型钢套与中央钢套相切，钢套尺寸根据钢筋曲线形状选用，成型时钢套起顶弯作用，十字架则协助推进。螺旋形钢筋成型，小直径可用手摇滚筒成型；较粗钢筋。可在钢筋弯曲机的工作盘上设一个型钢制成的加工圆盘，盘外直径相当于需加工螺旋筋的内径，插孔相当于弯曲机扳柱间距，使用时将钢筋一头固定，即可按一般钢筋弯曲加工方法弯成所需的螺旋形钢筋。钢筋的弯制和末端弯钩均应符合设计要求。箍筋的末端应作弯钩，当弯钩的形式为180°，弯曲直径应大于受力钢筋直径且不小于箍筋直径的2.2倍；弯钩平直部分的长度，不应小于箍筋直径的120倍。5.2.5钢筋笼加工成型（1）加工钢筋笼胎具：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由底梁、底梁端部大样板、加强筋位置弧板三部分构成。底梁采用两根槽钢，槽钢间距50cm左右，之间用钢筋或角钢焊接；底梁一端垂直焊接一块110cm×110cm的钢板，厚不小于0.5mm；在大样板上用油漆绘出加强筋外轮廓及每根0主筋的位置；在底梁上按每节钢筋骨架加强箍筋数量和位置设立弧形板胎具，弧形板采用10mm 钢板，弧形板胎具按加强筋外缘弧长的三分之一长设置，弧形胎具上对应大样板主筋位置设置凹槽，校正无误后与底梁焊接。将加强箍筋就位于每道弧板胎具的同侧，按弧形胎膜的凹槽摆焊主筋和箍筋，弧形胎膜上的主筋全部焊完后，滚动钢筋骨架至下一段三分之一弧，如此往复，直至全部焊完。滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。第一个骨架加工时，每焊完三分之一弧至下一段弧时，要与大样板上的主筋位置核对，焊完后，核对无误，可成批加工。具备条件后可使用钢筋笼成型专用设备进行加工。（2）钢筋笼加工场地分节制作，根据具体吊装能力确定每节长度，加工必须按照钢筋配料单或技术交底进行，严禁随意、私自更改制作方式。下料前，必须先进行拉直，然后对号加工下料，并分类标时排放。钢筋笼制造在专用胎具上或台架上进行，钢筋的间距必须至少采用两个间距定位架来进行定位，禁止工人手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计要求规范误差要求。（3）螺旋筋的安装：螺旋筋设置在主筋外侧，螺旋箍筋缠绕要紧密。防止离鼓，采用绑扎或梅花形点焊与主筋连接成型。螺旋筋与主筋连接先点焊在主筋上，然后用绑丝绑扎。钢筋绑扎采用18～22号铁丝，绑丝采用一正一反交叉绑扎的方式，每一扎均要勒紧。螺旋钢筋采用标准卡具进行安装和检查。（4）加强筋设于主筋内侧，第一道加强筋距承台底40cm，最下一道设于钢筋底面以上10cm，中间部分自上而下每2m一道，零数可在最下二段平均分配，但不得大于2.5m。加强筋与主筋的连接采用电弧焊，必须焊牢，要求严格控制电流大小，不得烧伤主筋。5.2.6钢筋笼下沉与连接（1）沉放时要采用逐段吊装逐段沉放的方法，已插入的钢筋笼，利用钢管或型钢通过其架立筋将该段承托临时固定。上段钢筋笼由吊车临时吊住呈悬吊状态，上下两段对中使其成为一条直线后，找正主筋位置并利用吊坠由前后左右控制垂直度，调整完成后进行临时焊接，焊缝长度为10d。焊接时间不超过2h，必要时，采用多人对称同时进行焊接。电焊工要持证上岗，严禁漏焊。（2）两节钢筋笼连接时，50﹪的钢筋接头需错开，错开长度不小于35d，并不小于50cm。连接时，上下两节的钢筋笼主筋轴心必须对齐。连接完成后，按要求补焊箍筋使其形成整体。上下节对接完成后，拔掉承托用的钢管或型钢，继续沉放钢筋笼，为避免钢筋笼撞孔壁，要缓慢沉放，并将吊索置于钢筋笼轴线上，不使其摇晃。（3） 钢筋笼采用圆形水泥砂浆垫块或成品塑料块。垫块对称布置且每圈不少于4处，竖向没2m布置一道。检查合格后监理工程师会签隐蔽工程验收记录。在钢筋笼上端均匀设置吊点，其吊点要有足够的强度和刚度，保证钢筋笼在起吊时不变形。露出承台部分的钢筋均采用塑料包裹措施进行防护。在孔口加强段竖向每1m对称布置一圈，每圈不少于四4个，保证主筋净保护层达到7cm的设计标准。（4）钢筋笼入孔吊环必须保证4根，要根据控制平台标高位置，准确计算并确定长度及焊接位置，确保钢筋笼位置标高准确。吊环钢筋的搭接长度及焊缝采用准焊缝。固定钢筋笼的横担要有足够的强度及刚度，横担支点要平，卡环要牢。杜绝钢筋吊环高程偏差、横担支点不平及卡环不牢造成钢筋笼整体倾斜及上浮的现象。钢筋笼安放要对准孔位，其顶面标高和平面位置的误差均不得大于10cm就位后要牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生掉笼或浮笼现象。6.材料与设备6.1主要材料与设备主要材料与设备，见表6.1。表6.1主要材料与设备表序号名称型号数量单位备注150吨汽车吊TG-5003台吊装2钻孔灌注桩机GPS-1（B）5台钻孔3闪光对焊UW1-1002台钢筋笼焊接4钢筋调直机GJ4/142个钢筋调直5交流电焊机BX3-20－28台钢筋笼焊接6钢筋切断机GJ32-12台钢筋切断7全站仪GTS-211D1台测量设备8水准仪J2-22台测量设备9钢卷尺50m5台测量设备10激光测距仪莱卡1台测量设备11焊接检验尺HJC60型2把焊缝检测12超声波探伤仪TUD2101台焊缝检测13对讲机摩托罗拉5台6.2主要材料要求钻孔灌注桩使用的钢材、焊接材料、等应具有质量证明书，必须符合设计要求和现行国家产品标准的规定。进场原材料，应在甲方、监理的见证下，进行现场取样、送样、复验，其复验结果也应符合设计要求和现行国家产品标准的规定。 7.质量控制7.1工程质量标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002。7.2质量控制措施7.2.1原材料的采购措施原材料采购和进厂质量控制严格按工程设计图纸的要求控制，确保各种原辅材料满足工程设计要求。7.2.2加工制作措施加强工程的质量管理和检验力度，严格控制材料及节点试验、构件加工、电焊等关键环节，未经检验合格不转序，同时对关键岗位增强检测人员并使其职责明确。7.2.3标高和平面定位措施钢筋笼安装定位时，根据护筒标高准确计算吊筋长度，并根据护筒埋设时的偏差合理调整钢筋笼的位置。7.2.4测量控制措施（1）仪器定期进行检验校正，确保仪器在检定有效期内使用，满足测量精度要求。（2）各控制点应分布合理，并定期进行复测，以确保控制点的精度。（3）施工中放样应有必要的检核，保证其准确性。7.2.4现场焊接措施（1）现场应搭设临时防风、防雨棚，以减缓因风、雨等自然环境所造成的影响。（2）选用适当的电焊机、碳弧气刨、稳压器及焊接辅助装置如干燥箱、保温筒等，确保焊接所需的装备完整，能满足质量保证的需要，焊前焊条必须烘干处理。（3）提供合格的焊接工人及探伤工程师，所有焊工均必须持证上岗，所有对接焊缝均必须探伤，焊缝等级应达到设计要求。（4）焊接施工顺序对焊接变形及焊后残余应力有很大影响，在焊接时为尽量减少结构焊接后的变形和焊后残余应力，结构焊接应尽量实行对称焊接，让结构受力点在整个平面内对称、均匀分布，避免结构因受热不均而产生扭曲和较大焊后残余应力。 8.安全措施8.1安全教育措施（1）坚持做好安全生产的“三级教育”，杜绝未经安全教育的操作工人上岗作业。（2）认真进行安全技术交底，做到施工技术交底与安全技术交底同步进行，使操作工人明确安全生产的重点。8.2安全施工措施（1）认真执行安全生产责任制和各项安全生产规章制度。对入场管理人员及工人要进行入场安全教育。对劳务人员做到集中培训，统一考试，合格后方准上岗，并与其签订有实质内容的安全合同。（2）严格检查落实安全帽、安全带、配电箱等防护用品的使用和质量，检查合格后方准使用。8.3安全用电措施（1）用电设备的安装、保管和维修由专人负责，非专职电气值班人员，不得操作电气设备。（2）所有用电设备应安装触电保护器。（3）所有机械设备应遵守操作规程，专人操作专人养护，严禁违章操作。8.4施工机械安全管理（1）施工机械应在操作场所悬挂安全操作规程牌，操作人员应熟悉其内容，并按要求操作。应持证上岗，操作时专心致志，不得将自己的机械交他人操作。机械要做到上有盖、下有垫，电箱要有安全装置，要有漏电保护装置。（2）电焊机一次线接机处，应有保护罩，电线不得任意布放，放置露天应有防雨装置。手把线不乱拉，手把要绝缘、不随意拖地。（3）乙炔瓶上应有明显标志。瓶上应有防震圈，要防暴、防晒。（4）乙炔瓶和氧气瓶应隔离存放，施工时两者间距应在10m以上。8.5吊装安全管理钢筋笼吊装前要对吊点、吊绳进行复核检算，必须满足吊装安全要求；钢筋笼吊装中，由专职安全员维持好现场吊装作业环境秩序，吊装作业半径下严禁站人，并会同现场技术员检查吊点，必须待钢筋笼到位后，才准靠近；遇大风、雷雨等异常天气，应停止吊装；各吊点、加接部件要牢固无损，并经常检查，发现问题及时修理，以确保安全。 9.环保措施9.1减少扬尘污染的措施（1）施工现场设专人负责工地的扬尘治理工作，成立文明施工保洁队，配备洒水设备，作好压尘、降尘工作。（2）现场道路出入口设清洗槽，车辆离开现场前应对轮胎和底盘进行清洗，不得带泥上路。运输车辆用彩条布或帆布覆盖严密，严防遗撒，一旦发现遗撒，及时组织人力清扫。（3）主要运输道路及材料堆场进行硬化处理，非硬化区域采用花草绿化、减少裸露地面。9.2减少水污染（1）施工废水设沉淀池、食堂设隔油池、厕所设三级化粪池。（2）沉淀池、隔油池、化粪池应定期清淘。9.3减少噪音污染（1）建立定期噪音监测制度，在噪音敏感区设置监测点，定期用专用仪器测量，控制噪音白天在65分贝以内，夜晚在55分贝以内。（2）发现噪音超标，立即查找原因，及时整改。（3）对大型机械定期进行维修，保持机械正常运转，减少因机械经常性磨损而造成噪音污染。9.4其它污染的控制措施（1）探照灯尽量选择即满足照明要求又不刺眼的新型灯具或采取措施。（2）项目部要制定水、电、办公用品（纸张）的节约措施，通过减少浪费，节约能源达到保护环境的目的。10.效益分析10.1经济效益工程通过钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装施工工法的实施，使得项目节约如下：（1）工期上提前28个工作日，节约用工费用约98万元。同时，取得了良好的经济效益和社会效益，更难得可贵的是通过一系列的新技术、新工艺的运用，为今后钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装带来了便利和保证。 （2）因保证钢筋笼良好的制作质量，减少钢材浪费32.5t，节省费用22.2万元。（3）钻孔桩钢筋笼按工法分节安装，使得减少了大型吊装机械2台，节省费用12万元。10.2社会效益本工程桩基工程的桩孔灌注桩钢筋笼制作与安装技术，受到了业内专家的大力认可，并形成多项科技成果，引起了社会的广泛关注，多此受邀对该成果进行了报告，诸多同行人士对本工法的制作与安装施工进行观摩学习。11.应用实例展讯中心二期项目。11.1工程概况展讯中心二期位于位于上海市浦东新区祖冲之路与盛夏路交界处。基地占地面积23202.6m2，由1#工业研发楼、2#～9#创意研发楼组成，总建筑面积87338.0m2。场地北侧祖冲之路下轨道交通2号线区间隧道距离本基坑工程（地下结构外墙边线）约15.9m，处于基坑工程开挖的影响范围之内，该区间隧道对其控制线范围之内的水平变形和竖向沉降的控制要求极为严格，桩基工程必须确保轨道交通2号线的安全。本工程桩基工程桩均采用钻孔灌注桩（充盈系数另加），工程量见下附表：表11.1钻孔灌注桩工程量名称桩号桩径设计桩长数量（根）砼等级砼用量M3抗压桩钻孔灌注桩8506926水下C301524.9钻孔灌注桩850702水下C30119.0钻孔灌注桩85071.5245水下C3014889.9合计27316533.8抗拔桩钻孔灌注桩60024114水下C351641.6合计1141641.6试桩1钻孔灌注桩85057.761水下C3049.1试桩2钻孔灌注桩85081.561水下C3069.3试桩3钻孔灌注桩85081.961水下C3069.7试桩4钻孔灌注桩60031.261水下C3518.8 试桩5钻孔灌注桩60031.261水下C3518.8试桩6钻孔灌注桩60031.261水下C3518.8合计6243.8总计39318419.211.2工程结果与实施效果评价经过钻孔灌注桩钢筋笼全过程的加工制作监督，现场安装质量控制及技术先行的理念，解决了钢筋笼连接、定位等施工难点，确保了桩基施工质量。钻孔灌注桩钢筋笼制作与安装施工工法的成功运用大大缩短了桩基工程施工工期，规避了工程众多安全风险，既提高了施工工效又节约能源，工程安全、进度、质量得到了设计、监理、业主的高度评价。同时，本工程钻孔灌注桩数量近400根，为今后类似桩基工程施工提供了技术支持。'